一种电磁阀及方法与流程

本发明属于电磁阀领域，具体涉及一种电磁阀及方法。

背景技术：

1、电磁阀是液压(气压)系统中一种重要的液压元件，特别是用于实现液压系统与油源接通或关闭控制的电磁阀，由于具有结构简单、响应快等特点，在航空航天、尖端武器、钢铁、电力发电等重要的军工业领域得到广泛应用。

2、目前在航空航天领域国内应用最广泛的电磁阀，主要以直动式结构为主，密封形式主要采用o型密封圈，优点是结构简单，加工难度低。缺点是基于o型密封圈固有的密封结构形式，使得电磁阀活门座体积较大；另外在抗污染能力方面，由于传统焊接油滤体积过大，无法装入微小型电磁阀，使得电磁阀不具备滤除污染物的能力，污染物能够进入电磁阀内部，不但降低了电磁阀可靠性和寿命，同时污染物会通过电磁阀进入其后端的液压系统，对液压系统中其它液压元件造成污染。

3、为提高飞机液压系统可靠性、抗污染能力和实现元器件轻量化要求，对电磁阀的抗污染能力、结构轻量化都提出了更高的要求，传统结构的电磁阀已无法满足使用要求，迫切需要一种新型结构电磁阀来解决上述问题。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：

2、为了避免现有技术的不足之处，本发明提供一种电磁阀及方法，采用新型复合密封材料和结构，使得电磁阀不仅可适用于不同介质，而且简化了传统电磁阀的密封结构，减小了电磁阀体积，减轻了电磁阀重量，解决了传统电磁阀体积大、重量重的问题；并通过增加滤器提高了电磁阀抗污染能力，延长了电磁阀使用寿命，符合航空产品对液压元件微型化、轻量化、长寿命的要求。

3、本发明的技术方案是：一种电磁阀，包括活门组件、电磁铁模块和推杆；所述电磁铁模块与活门组件连接，并通过推杆实现两者之间的联动传递；

4、通过所述电磁铁模块输出控制电磁阀通断和油流方向的作动力；

5、通过所述活门组件实现两种油压油路的切换；活门组件的外周设置有一体式复合密封结构，用于实现与两油路的密封连接。

6、本发明的进一步技术方案是：所述复合密封结构为套筒结构，其周面上开有两个侧孔，分别作为控制油路和回油油路的密封连接孔。

7、本发明的进一步技术方案是：所述活门组件的进油口处安装有油滤，所述油滤为半球面褶皱形油滤。

8、本发明的进一步技术方案是：所述油滤是通过将0.5mm高强度钢板冲压而成带褶皱的半球面，其上开有若干过滤孔；所述褶皱数量为8-12个，均布于半球面四周；所述过滤孔的孔径为10um-50um，通过飞秒激光加工，保证孔的圆度，同时均匀分布在油滤表面上，形成网状褶皱结构。

9、本发明的进一步技术方案是：所述活门组件包括同轴设置的衬套、钢球、活门座和复合密封结构；

10、所述活门座为开有阶梯通孔的柱状结构，阶梯通孔的上、下端内径大于中段内径，其外周面上开有控制孔和回油孔，控制孔与阶梯通孔的下端连通，回油孔与阶梯通孔的上端连通；活门座的下端口作为活门进油口；所述推杆从阶梯通孔的上端插入、并为间隙配合；

11、所述衬套同轴安装于阶梯通孔的下端；

12、所述钢球位于衬套内孔上端口与阶梯通孔中段的下端口之间，接收不同方向的作动力并分别完成对两个端口的密封；

13、所述复合密封结构同轴套装于活门座的外周，其两侧孔配合控制孔和回油孔完成两种油压油路的切换和密封连接。

14、本发明的进一步技术方案是：所述复合密封结构的两个侧孔对称设置，且孔径相同；最小孔径应保证将复合密封结构安装至活门组件上时，油液经复合密封圈一侧孔，并通过活门组件回油孔和控制孔，再从复合密封结构的另一侧孔流出。

15、本发明的进一步技术方案是：所述电磁铁模块包括磁铁组件、线圈组件和弹簧；

16、所述线圈组件包括线圈骨架、线圈壳体、漆包线、绝缘垫圈、绝缘带、导线，所述漆包线缠绕于线圈骨架上，并在两者之间设置有绝缘带和绝缘垫圈；所述线圈壳体套装于缠有漆包线的线圈骨架外；通过所述导线将漆包线的两端引出线圈壳体外；所述线圈骨架的底面沿中心轴开有阶梯盲孔，阶梯盲孔从下到上按孔径依次分割为大径孔、中径孔和小径孔；其中大径孔用于安装活门座，中孔径用于安装磁铁组件，小径孔用于安装弹簧；并在线圈骨架的底面开有定位孔，通过安装定位销实现与阀块的安装定位；

17、所述磁铁组件与推杆相对设置，包括电磁铁和电磁铁套筒；所述电磁铁通过电磁铁套筒安装于线圈骨架的中心孔内，电磁铁套筒与线圈骨架的中心孔为间隙配合；

18、所述弹簧上端位于线圈骨架的小径孔内，下端位于电磁铁上端盲孔内。

19、本发明的进一步技术方案是：所述电磁阀通过螺母座安装于阀块内；所述螺母座同轴套装于线圈组件外，通过安装于线圈组件外周面的弹簧卡圈实现对螺母座的轴向限位；螺母座的外周面开有外螺纹和密封槽，用于与阀块之间的连接和密封。

20、一种线圈组件的制备方法，具体步骤如下：

21、首先，在所述线圈骨架的线圈缠绕位置绕上绝缘带，在包有绝缘带的线圈骨架上均匀紧密地层绕漆包线，构成漆包线线圈；同时在漆包线线圈和线圈骨架的上下接触面上分别设置绝缘垫圈，并在绝缘垫圈和漆包线线圈的接合处用w30-4有机硅绝缘漆粘接；

22、然后，采用锡铅钎料将两根导线的固定端分别与漆包线线圈的始端、终端焊接，焊接部位用绝缘带缠绕三层，并在外侧涂敷绝缘漆；

23、之后，将所述导线在漆包线线圈外周上绕一圈，在导线外侧均使用绝缘带紧密缠绕两层，并用苎麻线将绝缘带扎紧；使用有机硅绝缘漆w30-4浸渍线圈或在每层线圈外涂w30-4绝缘漆代替浸渍；将导线的自由端从线圈骨架的引出口穿出，使用缩醛胶液将导线粘接在线圈骨架上；

24、最后，将线圈壳体安装到位。

25、一种电磁阀的控制方法，具体步骤如下：

26、步骤1：将电磁阀各组件按要求进行安装；

27、步骤2：将安装好的电磁阀通过定位销定位于阀块中，并对控制孔和回油孔的位置进行定位；

28、步骤3：通过螺母座的外螺纹将电磁阀与阀块固定连接；所示油滤的底部接高压油路；控制孔与复合密封结构的一个侧孔完全连通，接入控制油路；复合密封结构的另一侧孔与回油孔接通，接入回油路；

29、步骤4：电磁阀不通电时处于常开状态，来自液压系统的高压油液依次通过油滤、活门进油口进入电磁阀；在高压油液的作用下，钢球推动推杆并压缩弹簧，高压油液克服弹簧力并将钢球压紧至活门座阶梯通孔中段的下端口，切断控制孔和回油孔的连通通道；同时高压油液和电磁阀的控制口接通，电磁阀输出高压油；

30、步骤5：电磁阀通电时处于关闭状态，所述磁铁组件产生的电磁力作用在推杆上，通过推杆推动钢球向下移动，压紧至活门座内衬套内孔的上端口，切断高压油液进入电磁阀的通道；同时接通控制口和回油孔，输出低压油。

31、有益效果

32、本发明的有益效果在于：本发明通过采用耐高压、耐高温、耐腐蚀性强的复合密封材料(聚酰亚胺)，设计了新型密封结构，不仅解决了传统丁氰橡胶密封圈高压下压缩量较大而造成密封圈使用寿命短的问题，而且使电磁阀可应用于不同工作介质，打破了仅适合在红油中工作的局限性。因为取消了丁氰橡胶密封圈以及高压下必须与其配套使用的保护圈，从而简化了电磁阀的密封结构，减小了电磁阀体积，减轻了电磁阀重量。

33、在电磁阀进油端增加半球面褶皱形油滤，降低了流阻；通过焊接方式将油滤固定在阀体上，使连接紧固可靠；通过激光加工控制滤孔孔径，保证了高过滤精度要求；从而大大提高了电磁阀的可靠性、使用寿命和抗污染能力。

34、同时在壳体外端加工有螺纹和密封槽，便于产品实现插装和集成，符合液压行业对液压元件微型化、轻量化、长寿命的要求。